V technologii separace membrány se membránová destilace (MD) postupně stala důležitou metodou v oblasti úpravy vody kvůli jeho vysoké přesnosti separace a přizpůsobivosti na vysoké - zdroje slanosti. Dlouhý - Provoz tohoto procesu je však nevyhnutelně omezen měřítkem membrány. Krystalizace a depozice anorganických solí (jako je caso₄ a caco₃), jakož i akumulace organické hmoty (jako jsou komplexy kyseliny huminové), mohou ucpat povrch membrány nebo póry, čímž se sníží tok vody a zkrátí životnost membrány. Tradiční kontrola škálování se silně spoléhá na chemické předběžné čištění a čisticí prostředky, které, i když jsou účinné, jsou spojeny s velkou konzumací chemikálií, vysokými provozními náklady a možnými vedlejšími účinky, jako je smáčení pórů membrány. V posledních letech byly do procesu MD zavedeny mikrobubliny (MBS) kvůli jejich jedinečným fyzikálně -chemickým vlastnostem, které vykazují pozoruhodné výhody při inhibici škálování a zlepšení čištění membrány.
Za prvé, role MBS při inhibici škálování v MD se odráží hlavně ve dvou aspektech: rozhraní izolace a nukleace. Když mikrobubliny vstoupí do membránového kanálu, tvoří na povrchu membrány malé plyn -, což působí jako bariéra, která částečně blokuje přímé ukládání iontů Ca²⁺ a snižuje pravděpodobnost anorganických solných krystalů, která se drží na membráně. Současně mohou MBS samotné sloužit jako nukleační místa pro krystalizaci, vedoucí soli k přednostně nukleatu a růstu v kapalné fázi spíše než na povrchu membrány. Tento mechanismus významně zmírňuje rychlost škálování. Studie ukázaly, že po zavedení MBS do simulované vysoké - slabosti napájecí voda se kritický koncentrační faktor systému (CCF) zvýšil z 1,2 na 1,95, což naznačuje zpožděné riziko škálování. Ačkoli anti - měřítko účinku MBS snižuje s vyššími teplotami napájecí vody, ve srovnání s kontrolními skupinami bez MBS, stabilita systému je stále výrazně zlepšena.
Za druhé, zavedení MBS může také zmírnit organické znečištění v MD. Kyselina huminová (HA) a její komplexy s kationty často způsobují vážné znečištění během procesu. MBS se připevňují k HA částic, mění jejich rozložení náboje a ζ - potenciálu, čímž potlačují interakce HA -cation a snižují pravděpodobnost kombinovaného organického - anorganického znečištění. Experimentální údaje ukázaly, že po přidání MB se normalizovaný tok vody zlepšil z 19,7% na 37,0%, což jasně prokazuje potenciál MB při zmírňování organického znečištění.
Kromě měřítka Anti - MBS také vykazují vynikající účinky při čištění faulovaných membrán. Roztržení bublin v tekutině generuje okamžité trysky mikro - a místní turbulence. Tato mechanická porucha pomáhá uvolnit vrstvy znečištění, které se již vytvořily na povrchu membrány. Zejména při mírných průtokových rychlostech krmiva (např. 0,4–0,8 l/min) je turbulence vyvolaná MB výraznější, což usnadňuje odstranění znečištění látek. Ačkoli tento účinek čištění oslabuje při vyšších průtocích (např. 1,2 l/min), MBS stále zůstává účinný při odstraňování anorganických krystalů a organických depozit. Vzhledem k tomu, že se tato metoda fyzického čištění nespoléhá na další chemikálie, nabízí výhody při snižování provozních nákladů i dopadů na životní prostředí.
Při pohledu dopředu má MB Technology v MD široké vyhlídky na aplikace. Na jedné straně, v kombinaci s optimalizací procesu MD, je možné dále určit optimální podmínky injekce pro MBS, jako je koncentrace bublin, distribuce velikosti a průtok krmiva, čímž se dosáhne duálního zlepšení inhibice a čištění škálování. Na druhé straně mohou být MBS spojeny s nízkým - dávkovým antiscalantům nebo strategiích kontroly teploty, aby vytvořili účinnost „fyzikálního + chemického“ hybridního anti -, účinnosti vyvážení a nákladů -. Je však třeba poznamenat, že navzdory slibným výsledkům, stabilita MBS za teplotních podmínek s vysokým - a jejich potenciálním dlouhým - účinky na struktury membránových materiálů stále vyžadují další zkoumání.
Závěrem lze říci, že mikrobubliny v membránové destilaci mohou účinně zmírnit anorganickou krystalizaci soli a organické znečištění prostřednictvím rozhraní a turbulence a zároveň prokázat jedinečné fyzické posílení při čištění membrány. Přispívají nejen ke zlepšení toku vody a prodloužené životnosti membrány, ale také nabízejí proveditelnou cestu, aby se MD vyvíjela směrem k ekologičtější a chemičtější - úsporné procesy. S pokračujícím výzkumem se očekává, že se MBS stanou klíčovou součástí systému prevence škálování MD, což vstříkne novou dynamiku do udržitelného rozvoje odvětví úpravy vody.